【手続補正書】
【提出日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  角変位期間を通じてビームシステムのビームカラムを傾動する方法であって、
真空チャンバに固設された第１のサブアセンブリであって、第１の開口を有するものを提供する工程と、
ビームカラムが固設された第２のサブアセンブリであって、第２の開口を有し前記第１のサブアセンブリに対して角変位の軌道に従って電気機械的に駆動可能であるものを提供する工程と、
前記第１の開口と第２の開口の間に真空シールドを提供する工程とからなる方法。
【請求項２】  ビームカラムのビームが角変位の全範囲に亘って前記第１のサブアセンブリに対して実質的に固定されたままのポイントを通過することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】  前記角変位の軌道が円弧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】  角変位の最中、ビームカラムのビームを含む第１の領域と該ビームを含まない第２の領域の間でガスシールドが維持されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】  更に、
前記二つのサブアセンブリの一方に取り付けられたモーターに該モーターの回転軸に取り付けられた第１のギアを装着する工程と、
前記第１のギアに噛み合わされた第２のギアであって、前記モーターが取り付けられているサブアセンブリに対向する他方のサブアセンブリに取り付けられたものを提供する工程を設け、
前記モーターの回転軸が回転して前記両サブアセンブリ間の相対的な運動を引き起こすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】  前記ビームカラムが固設された前記第２のサブアセンブリが前記第１のサブアセンブリに対する一連の空間変位増加ステップを通じて電気機械的に駆動可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】  更に、
前記角変位の範囲を制限する機構を設ける工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】  更に、
前記両サブアセンブリの対向する密着面の間に空気ベアリングを設ける工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】  前記ビームカラムが固設された第２のサブアセンブリを提供する工程に、真空チャンバの外側に延在する一端を有するビームカラムを固設することが含まれ、更に、真空チャンバの外側に、前記第２のサブアセンブリを駆動するための駆動機構を提供することを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】  角変位の軌道を通じてビームシステムのビームカラムを傾動する装置であって、
真空チャンバに固設された第１のサブアセンブリであって、第１の開口を有するものと、
ビームカラムが取り付けられた第２のサブアセンブリであって、第２の開口を有するものと、
前記第１のサブアセンブリの位置に対して前記角変位の軌道に従って電気機械的に前記第２のサブアセンブリを駆動する電気機械的な駆動システムと、
前記第１の開口と第２の開口の間の真空シールド装置とからなる装置。
【請求項１１】  前記ビームカラムのビームが角変位の全範囲に亘って前記第１のサブアセンブリに対して実質的に固定されたままのポイントを通過することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】  前記角変位の最中、前記ビームカラムのビームを含む第１の領域とそのビームを含まない第２の領域の間で、真空シールド装置によりガスの密閉シールドが維持されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】  真空シールド装置が、蛇腹装置により構成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】  電気機械的な駆動システムが、更に、
前記二つのサブアセンブリの一方に取り付けられたモーターの回転軸に取り付けられた第１のギアを装着した該モーターと、
前記第１のギアに噛み合わされた第２のギアであって、前記モーターが取り付けられているサブアセンブリに対向する他方のサブアセンブリに取り付けられたものを装備しており、
前記モーターの回転軸が回転して前記両サブアセンブリ間の相対的な運動を引き起こすことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】  前記モーターが制御自在に、一連の空間変位増加ステップを通じて前記ビームカラムを電気機械的に駆動することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】  更に、
前記角変位の範囲を制限する機構を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】  更に、
前記機構が角変位の範囲を検出するセンサーを有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】  更に、
前記両サブアセンブリの対向する密着面の間に空気ベアリングを設けることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１９】  前記ビームカラムの一端が真空チャンバの外側に延在し、そして、前記ビームカラムの他端が真空チャンバの内側に延在することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項２０】  ワークピースと相互作用するビームシステムであって、
真空チャンバに固設された第１のサブアセンブリであって、第１の開口を有するものと、
第２の開口を有する第２のサブアセンブリと、
前記第１のサブアセンブリの位置に対して角変位の軌道に従って電気機械的に前記第２のサブアセンブリを駆動する電気機械的な駆動システムと、
前記第１の開口と前記第２の開口の間の真空シールド装置と、
ビームを発生して前記ワークピースと相互作用するために前記第２のサブアセンブリに取り付けられたビームカラムとからなるビームシステム。
【請求項２１】  角変位の最中、前記ビームを含む第１の領域とそのビームを含まない第２の領域の間でガスシールドが維持されることを特徴とする請求項２０に記載のビームシステム。
【請求項２２】  ビームカラムが予め決めることができる一連の角変位を介して駆動可能であることを特徴とする請求項２０に記載のビームシステム。
【請求項２３】  更に、ビームカラムの角変位の速度を制御するプロセッサを装備していることを特徴とする請求項２０に記載のビームシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
それとは別に、入射角度の変更は、所望のビーム衝突中心点でワークピースを通過する回転軸の軸回りにおいてビームカラムを傾けることによって達成される。従来の技術の方法においては、システム走査の中断を経ることなくカラムの傾斜角度の変更をする満足のいく方法を提供することはなかった。カラムを傾斜して垂直ではない入射角度を生み出す先行技術には、真空シールド装置と共にテーパー面を有する固定スペーサーを使用してビームの入射角度を設定することが含まれている。連続する入射角度にワークピースを置くためには、カラムの傾斜角度を設定するために使用されているスペーサーを反復的に変更しなければならない。テーパー面を有するスペーサーを変えることは、サンプルチャンバを露出する必要があり、それによって、傾斜角度を変更した後にそのチャンバを真空にし放射源を再起動してそれを安定にするための別の時間を必要とする。別の先行技術の方法は、蛇腹を採用して、カラムが機械的に傾けられている間も意図的にシステムがシールされたままにするが、しかし、傾斜角度の変更は手動でしなければならず、正確な傾斜角度にカラムを迅速に設定することは困難である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、第２の発明に係わる、角変位の軌道を通じてビームシステムのビームカラムを傾動する装置は、真空チャンバに固設された第１のサブアセンブリであって、第１の開口を有するものと、ビームカラムが取り付けられた第２のサブアセンブリであって、第２の開口を有するものと、前記第１のサブアセンブリの位置に対して前記角変位の軌道に従って電気機械的に前記第２のサブアセンブリを駆動する電気機械的な駆動システムと、前記第１の開口と第２の開口の間の真空シールド装置とからなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
更に、第３の発明に係わる、ワークピースと相互作用するビームシステムは、真空チャンバに固設された第１のサブアセンブリであって、第１の開口を有するものと、第２の開口を有する第２のサブアセンブリと、前記第１のサブアセンブリの位置に対して角変位の軌道に従って電気機械的に前記第２のサブアセンブリを駆動する電気機械的な駆動システムと、前記第１の開口と前記第２の開口の間の真空シールド装置と、ビームを発生して前記ワークピースと相互作用するために前記第２のサブアセンブリに取り付けられたビームカラムとからなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１において、集束イオンビームシステム８は、液体金属イオン源１４と、引き出し電極及び静電光学系を内蔵した集束カラム１６がその内部に配置されている上部ネック部１２を装備した真空容器１０を有する。イオンビーム１８は、イオン源１４から集束カラム１６を通り、２０で略示された静電偏向機構の間を通過して、下部チャンバ２６内で移動自在のＸ−Ｙステージ２４上に配置された、例えば、半導体デバイスからなる試料２２に至る。イオンポンプ２８は、ネック部１２を排気するために用いられている。前記下部チャンバ２６は、真空制御器３２の制御の基に、ターボ分子及び機械的ポンプシステム３０によって排気される。真空系は、下部チャンバ２６内部に、約１×１０-7Ｔｏｒｒから５×１０-4Ｔｏｒｒ（約１３３．３２×１０-7Ｐａから６６６．６×１０-4Ｐａ）の間の真空度の真空を提供する。エッチングアシストガス又はエッチング抑制ガスが用いられる場合には、チャンババックグラウンド圧力は、概して、１×１０-5Ｔｏｒｒ（約１３３．３２×１０-５Ｐａ）である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
高圧電源３４は、液体金属イオン源１４に接続されると共に、集束カラム１６内の適切な電極に接続されて約１ｋｅＶ乃至６０ｋｅＶのイオンビーム１８を生成しそれを下側に配向する。パターン発生器３８によって提供された所定のパターンに関連して作動される偏向制御器及び増幅器３６は偏向プレート２０と連結され、それによって、ビーム１８が制御されて試料２２の上面に対応するパターンを描くことが可能となる。ある種のシステムにおいては、業界において周知であるように、偏向プレートが最終レンズの前に配置される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
イオン源１４は、マルチカスプ（multi-cusp）又は他のプラズマイオン源のような別のイオン源も使用できるが、主に、ガリウムの金属イオンビームを提供する。このイオン源１４は、主に、試料２２において０．１ミクロン未満の幅のビームに集束可能であり、イオンミリングによって試料２２を改作し強化エッチングを行い材料堆積を行うか、又は、試料２２の表面を映像化する。二次イオン又は二次電子放出を検出し映像化するために使用される荷電粒子倍増器４０は、ビデオ回路及び増幅器４２に接続されるが、該ビデオ回路及び増幅器４２は制御器３６から偏向信号を受信すると共にビデオモニター４４にドライブ信号を供給する。下部チャンバ２６内の荷電粒子倍増器４０の配置は、様々な実施の形態において変動する。例えば、好適な荷電粒子倍増器４０は、イオンビームと同軸上におかれると共に、イオンビームを通過させるための穴を有する。走査電子顕微鏡４１は、その電源及び制御器４５と共に、ＦＩＢシステム８に任意に装備される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ドア６０は、試料２２を入れて、加熱又は冷却されるステージ２４上にそれを配置するために、そして、図示しない貯蔵器を点検するために開扉される。そのドアは、システムが真空状態にある場合には開扉することができないようにしっかりと締め切られている。高圧電源３４は、適当な加速電圧をイオンビームカラム１６内部の電極に印加してイオンビーム１８を励振し集束する。それが試料２２に衝突したとき、試料から材料がスパッタされる、すなわち、それが物理的に放出される。集束イオンビームシステムは、例えば、本出願の出願人である米国オレゴン州ヒルズボロのＦＥＩカンパニーから商業的に入手可能である。偏向制御器及び増幅器３６に加えられる信号は、パターン発生器３８によって制御されるパターンに従って集束イオンビームを映像化若しくはミリングされるべきターゲット領域内で移動させる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
モーター２２２０とギアユニット２２４０が第２のサブアセンブリ２２００に装着されている。図３Ａは、カラム傾動装置２０００の側面図である。モーター２２２０はギア２２１２を装着している。ギア２２１２は、他のギア２２１５と噛み合わされている。図３Ｂに示すように、そのギア２２１５は小ギア２２１６を装備し、ギアユニット２２４０も装備している。図３Ｂに示すように、ギア２２１６は据え置きの第１のサブアセンブリ２１００に装着されたギアセグメント２２１１と噛み合わされている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図４は、ギアユニット２２４０の側断面図である。ギアユニットハウジング２２４２は、第２のサブアセンブリ２２００に装着されて、それと共に移動する。ギア２２１５と２２１６がその一端に取り付けられているシャフト２２４６は、ギアユニットハウジング２２４２を通過して延在し、その内部でボールベアリング２２４４に対して回動自在である。モーター２２２０が回動すると、ギア２２１２が回動する。ギア２２１２の回動がギア２２１５と２２１６を回動させる。ギア２２１６が据え置きの第１のサブアセンブリ２１００に装備されたギアセグメント２２１１と噛み合わされているので、第２のサブアセンブリ２２００が強制的に移動させられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
再び、図２に関連して、サブアセンブリ２１００と２２００は、それぞれ、仕上げ面２１５０と２２５０を有するが、それらは図３Ｂに図示されたギアセグメント２２１１によって示された曲率半径と同じ曲率半径を示しており、ギア２２１６の角回転が第２のサブアセンブリ２２００の角変位を決定する。ビームカラムが第２のサブアセンブリ２２００に装着されているので、それは第２のサブアセンブリ２２００と共に移動し、したがって、ギア２２１６に伝えられたモーターの角回転がビームカラムの角変位を制御し決定する。仕上げ面２１５０と２２５０の曲率半径は、第２のサブアセンブリ２２００の角変位がビームシステムのユーセントリックポイントを通過する軸の軸回りにビームを回転させるようにすることが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
モーター２２２０は、所望のビームカラムの角変位に対応する電気信号によって制御される。このように、ビームシステムが稼働中であるにもかかわらず、ビームカラムの角変位はモーター２２２０を駆動する電気信号の制御された変動によって調整される。ギア２２１５と２２１６が回動させられると、シャフト２２４６も、それによって回動させられる。ギア２２１５と２２１６が取り付けられている一端とは反対側のシャフト２２４６の端部には、図４に示すように、フラグ２２４８が取り付けられている。このフラグ２２４８は、シャフト２２４６と共に回動する。図２に関連して、第２のサブアセンブリ２２００が時計回り若しくは反時計回りに極端な角変位にまで回動したときには、フラグ２２４８が、好ましくは赤外線センサーである光学センサー２２３０の光路を遮断するような位置に両光学センサー２２３０、２２３０が取り付けられている。光路遮断が生じたとき、センサー２２３０はモーター２２２０に回転停止を命令する電気信号を発生し、それによって、第２のサブアセンブリ２２００、そして、その結果ビームカラムもその角変位を停止するようにする。更に、光学格子とステップモーターとエンコーダとを組み合わせて、そのステップモーターは制御され、加工精度限界にまで最小にすることができる機械的な許容誤差を条件にして、１／３００００度以上の精度で角変位を生成することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図５は、他のカラム傾動装置２０００の斜視図であり、ギア２２１５と噛み合わされたギア２２１２に接続されたモーター２２２０を図示する。ギアユニット２２４０は、電子部品組み立て体２２７０との電気的接続の支持体となるカバープレート２２９０の背後に配置されている。電子部品組み立て体２２７０は、制御信号がモーター２２２０に伝わるようにし、更に、センサー信号をセンサー２２３０から受信できるようにする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１の蛇腹サブアセンブリ２３５０と第２の蛇腹サブアセンブリ２３６０が、また、図６に部分的に図示されている。蛇腹アセンブリ２３００の断面図である図７に、これらのサブアセンブリが詳細に示されている。第１の蛇腹サブアセンブリ２３５０と第２の蛇腹サブアセンブリ２３６０は、好ましくは、複数の低円筒形のリング状部材で構成されるが、それぞれは約３．２インチ（０．０８１８ｍ）の内径と約４．２インチ（０．１０６６８ｍ）の外径を有し、０．０５インチ（０．００１２７ｍ）の定格厚みを有するステンレススチールでできている。蛇腹を構成するために、第１と第２の隣接リングがそれらの内径に溶着されている。第２と第３の隣接リングがそれらの外径に溶着されている。図７に示されているように、アコーデオン構造の蛇腹サブアセンブリ２３５０，２３６０を構成するために、第３と第４の隣接リングがそれらの内径等に溶着されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
蛇腹アセンブリ２３００は、第２のサブアセンブリ２２００に少なくとも５度好ましくは１０度の角変位を提供するように構成される。基板にエッチングされる回路特性の輪郭が重要であるときに、このことは有利である。例えば、集積回路の製造時に、集束イオンビームシステムを使用して、回路の一部をエッチングし回路の各層の断面を露出することはよくあることである。エッチングされた壁部が湾曲している、即ち、基板表面に垂直でない場合、露呈された表面の歪んだ断面を見ることとなる。映像化された断面の解像度を最高にするためには、集積回路が形成されるウェーハ表面に対してエッチングが垂直に下側に直線的に行われることが好ましい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
集束イオンビームの電流分布が一様ではないので、垂直の集束イオンビームは、表面に垂直な縁をエッチングするものではない。図８Ａは、集束イオンビームの電流強度３４分布のグラフであり、イオン電流がゼロに瞬時に落ちずにビームの縁で徐々に消え去ることを示している。図８Ｂは、図８Ａに示された電流強度分布を有する集束イオンビームによってエッチングされた代表的な壁部２７１０の断面を示す。この壁部２７１０はウェーハ表面２７２０に対して垂直ではない。好適には垂直から約４度傾いた傾斜集束イオンビームを用いたエッチングによって、壁が垂直にエッチングされる。図８Ｃは、傾斜集束イオンビームを用いてエッチングされた代表的な壁部２７３０を示す。壁部２７３０は、ウェーハ表面２７４０に対してほとんど垂直である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
このように、荷電粒子ビームカラムを傾動することで、ワークピース表面にほとんど垂直なエッチングされた壁部を生成して露呈された壁部の高解像度の映像を得る方法を提供することができる。同様の効果はステージを傾けることによっても達成されるけれども、ステージを傾けることは本願出願人の「傾動カラムを使用した集束粒子ビームシステムと方法」と題する米国特許第６，０３９，０００号に記載されたいくつかの不都合を有する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
このシステムのビームカラムは、第２のサブアセンブリ２２００の傾斜軸を有するビームカラムによって発射されたビームの軸と整列する方向になるように第２のサブアセンブリ２２００に取り付けられる。発射されたビームは、したがって、チャンバの内部領域を通過して所望の現状の入射角においてチャンバ内のワークステーションに固着されたワークピースに衝突する。傾斜角度だけではなく角変位の起きる速度も制御可能なソフトウェアプログラムはコンピュータ内に組み込み可能である。コンピュータは、傾斜角度における連続する変更の間において決められた傾斜角度における一時停止時間を制御するようにプログラムされている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004079511.tif 000001